Question

【題目】亞氯酸鈉（NaClO2）是一種重要的消毒劑，主要用于水、砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是一種制取亞氯酸鈉的工藝流程：

已知：①NaClO2的溶解度隨著溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO23H2O。

②ClO2氣體只能保持在稀釋狀態(tài)下以防止爆炸性分解，且需現(xiàn)合成現(xiàn)用。

③ClO2氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在。

（1）在無隔膜電解槽中用惰性電極電解一段時(shí)間生成NaClO3和氫氣，電解的總反應(yīng)式為：____________________________________________。 “電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為___________、___________。

（2）發(fā)生器中鼓入空氣的作用是___________。

（3）吸收塔內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________，吸收塔內(nèi)的溫度不宜過高的原因?yàn)椋?/span>_______________________________。

（4）從濾液中得到NaClO23H2O粗晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次是____、__________、過濾、洗滌、低溫干燥。

（5）經(jīng)查閱資料可知，當(dāng)pH≤2.0時(shí)，ClO2—能被I—完全還原成Cl—，欲測(cè)定成品中NaClO2（M為90.5g/ mol）的含量，現(xiàn)進(jìn)行以下操作：

步驟Ⅰ	稱取樣品Wg于錐形瓶中，并調(diào)節(jié)pH≤2.0
步驟Ⅱ	向錐形瓶中加入足量的KI晶體，并加入少量的指示劑
步驟Ⅲ	用c mol/L的Na2S2O3溶液滴定，生成I—和S4O62—

①步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________。

②若上述滴定操作中用去了VmL Na2S2O3溶液，則樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：__________（用字母表示，不用化簡）。（已知2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI）

Answer 1

【答案】 NaCl+ 3H2ONaClO3 + 3H2↑ NaOH溶液 Na2CO3溶液 稀釋ClO2以防止爆炸 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2 H2O+O2↑ 防止H2O2分解 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 ClO2—＋4H＋＋4I—=2I2＋Cl—＋2H2O

【解析】過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉，由流程可知，NaClO3溶解后與硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2，結(jié)合信息②可知混合氣體稀釋ClO2，吸收塔內(nèi)發(fā)生2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2，過濾后，結(jié)合信息①可知，濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到NaClO23H2O。

(1)在無隔膜電解槽中用惰性電極電解食鹽水一段時(shí)間生成NaClO3和氫氣，電解的總反應(yīng)式為NaCl+ 3H2ONaClO3 + 3H2↑； “電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為NaOH溶液；Na2CO3溶液，故答案為：NaCl+ 3H2ONaClO3 + 3H2↑；NaOH溶液；Na2CO3溶液；

(2)由題目中的信息可知，純ClO2易分解爆炸，所以通入空氣的目的是稀釋ClO2，防止發(fā)生爆炸，故答案為：稀釋ClO2，防止發(fā)生爆炸；

(3)吸收塔中發(fā)生的是二氧化氯與氫氧化鈉、過氧化氫發(fā)生反應(yīng)生成亞氯酸鈉(NaClO2)，Cl元素的化合價(jià)降低，則過氧化氫中的O元素的化合價(jià)升高，所以產(chǎn)物中還有氧氣生成，根據(jù)元素守恒可知產(chǎn)物中有水生成，所以化學(xué)方程式是2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2，過氧化氫受熱易分解，所以吸收塔的溫度不宜過高，故答案為：2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2；防止H2O2分解；

(4)從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，需要采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶方法，最后通過過濾得到粗晶體，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；

(5)①步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)是酸性溶液中ClO2-能被I-完全還原成Cl-，碘離子被氧化為碘單質(zhì)，離子方程式為：ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O，故答案為：ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O；

②依據(jù)ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O，2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算得到，設(shè)NaClO2，

ClO2-～2I2～4Na2S2O3

1 4

x cV×10-3mol

x=mol，樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=×100%，故答案為： ×100%。